Texas Instruments LM5152x-Q1低IQ 同步升压控制器是一款采用峰值电流模式控制的宽输入范围同步升压控制器。该设备具有低关机IQ 和低IQ 的睡眠模式，可在无负载和轻负载条件下最大限度地减少电池损耗。该器件还支持带旁路操作的超低IQ 深度睡眠模式，当电源电压超过升压输出调节目标时，无需外部旁路开关。输出电压可通过跟踪功能动态编程。

数据手册：*附件：Texas Instruments LM5152x-Q1低IQ同步升压控制器数据手册.pdf

该器件的宽输入范围支持汽车冷启动和负载突降。当BIAS等于或大于3.8V时，最小输入电压可低至0.8V。开关频率可通过外部电阻器动态编程，范围为100kHz至2.2MHz 。开关在2.2MHz，最大限度地降低AM频段干扰，实现小解决方案尺寸和快速瞬态响应。与转换器架构相比，控制器架构简化了恶劣环境温度条件下的热管理。

Texas Instruments LM5152x-Q1具有内置保护功能，例如峰值电流限制（通过VIN保持恒定）、过压保护和热关断。外部时钟同步、可编程扩频调制以及具有最小寄生效应的无引线封装帮助降低EMI和避免串扰。其他特性包括线路UVLO、FPWM、二极管仿真、DCR电感器电流检测、可编程软启动和升压状态指示器。

特性

• 符合汽车应用类AEC-Q100标准
  • 温度等级1（-40°C至+125°C，TA）
• 支持功能安全
  • 来辅助功能安全系统设计的文档
• 适合用于各种汽车电池供电应用
  • 输入工作范围：3.8V至42V
  • 动态可编程VOUT 范围：5V到20V（保护范围高达57V）
  • 最低升压输入：0.8 V（偏置≥3.8 V时）
  • 当VSUPPLY > VLOAD 时旁路运行（仅限LM5152，请参见器件对照表）
• 最大程度减少电池消耗
  • 关断电流：≤ 3µA
  • 自动模式转换
  • 深度休眠电池消耗≤ 11µA（旁路操作，电荷泵关闭）
  • 深度睡眠时的电池耗电量 ≤ 33µA（旁路运行，充电泵开启）
  • 睡眠状态下的BIAS IQ ≤ 13µA（跳转模式）
  • 强大的5 V MOSFET驱动器
• 解决方案尺寸小，成本低
  • 最大开关频率：2.2MHz
  • 内部启动二极管
  • VIN 上的恒定峰值电流限制
  • 支持DCR电感器电流检测
  • QFN-20，带可湿性侧翼
• 避免AM频段干扰和串扰
  • 可选时钟同步
  • 开关频率：100kHz至2.2MHz
  • 可选开关模式（FPWM、二极管仿真、跳跃模式）
• EMI抑制
  • 可选可编程扩频
  • 无引线封装
• 可编程性和灵活性
  • 动态VOUT 跟踪
  • 动态开关频率编程
  • 可编程线路欠压锁定 (UVLO)
  • 可调节软启动
  • 自适应死区时间
  • 升压状态指示器
• 集成保护特性
  • 逐周期峰值电流限制
  • 过压保护
  • HB-SW短路保护
  • 热关断

功能框图

LM5152x-Q1汽车级低IQ同步升压控制器技术解析

一、产品概述

德州仪器(TI)的LM5152x-Q1系列是专为汽车应用设计的同步升压控制器，包含LM5152-Q1和LM51521-Q1两个型号。该器件采用峰值电流模式控制，具有超宽输入电压范围(0.8V至42V)和出色的低功耗特性，特别适合汽车启停系统、备用电池供电等应用场景。

二、关键特性分析

1. 低功耗设计

• ‌超低静态电流‌：关机电流≤3μA，深度睡眠模式电池耗电≤11μA(电荷泵关闭)
• ‌多种工作模式‌：支持FPWM(强制PWM)、二极管仿真和跳频模式，可根据负载自动切换
• ‌旁路操作‌(仅LM5152-Q1)：当VSUPPLY > VLOAD时自动激活，消除外部旁路开关需求

2. EMI抑制技术

• 可编程扩频调制功能
• 支持100kHz至2.2MHz的开关频率动态编程
• 外部时钟同步能力
• 无引线QFN-20封装(带可润湿侧翼)

3. 保护功能

• 逐周期峰值电流限制
• 过压保护(OVP)
• 热关断保护(175°C触发)
• HB-SW短路保护
• 可编程线路欠压锁定(UVLO)

三、典型应用电路

1. 引脚配置与功能

器件采用20引脚QFN封装，关键引脚包括：

• ‌VOUT/SENSE‌(引脚3)：输出电压检测
• ‌HO/LO‌(引脚5/11)：高低侧栅极驱动
• ‌SYNC/DITHER‌(引脚14)：时钟同步/扩频调制
• ‌TRK‌(引脚18)：输出调节目标编程

2. 设计要点

• ‌频率设置‌：通过RT引脚电阻(9.09kΩ对应2.2MHz)
• ‌电流检测‌：支持DCR电感电流检测或外部检测电阻
• ‌环路补偿‌：COMP引脚需连接RCOMP/CCOMP补偿网络
• ‌布局建议‌：减小功率回路面积，分离模拟/功率地

四、应用场景详解

1. 汽车启停系统

在冷启动情况下，器件支持输入电压低至0.8V(当BIAS≥3.8V时)，确保系统在电池电压骤降时持续工作。典型应用包括：

• 高功率/大电流启停应用(车载信息娱乐系统)
• 电压稳定模块
• 冗余电源系统

2. 应急呼叫系统

LM51521-Q1特别适合备用电池/超级电容供电场景，在深度睡眠模式下仅消耗10μA电流，当主电源失效时可快速唤醒。

五、性能参数对比

参数	LM5152-Q1	LM51521-Q1
旁路操作	支持	不支持
深度睡眠电流	≤33μA(电荷泵开)	≤11μA
封装	QFN-20(3.5×3.5mm)	同左
工作温度	-40°C至+150°C	同左

六、设计注意事项

1. ‌热管理‌：建议在EP焊盘下方添加多个过孔至底层地平面
2. ‌MOSFET选型‌：确保栅极平台电压低于BIAS引脚电压
3. ‌软启动‌：推荐使用100pF软启动电容实现快速启动
4. ‌PCB布局‌：保持功率回路紧凑，电流检测走线平行且包地